Erddübel

Das Abrutschen eines Gleitkörpers entlang einer Gleitlinie, in der der Scherwiderstand des Bodens überschritten wird, wird als Böschungsbruch bezeichnet. Das Abrutschen eines Stützbauwerks (z.B. Verbauwände, Winkelstützmauern, etc.) mit einem Teil des umgebenden Erdreichs entlang einer Gleitlinie, in der der Scherwiderstand des Bodens überschritten wird, wird als Geländebruch bezeichnet.

Die zu untersuchenden Bruchmechanismen und die anzuwendenden Berechnungsverfahren werden in der Geländebruchnorm DIN 4084 beschrieben, auf die DIN 1054 im Abschnitt „Gesamtstandsicherheit“ Bezug nimmt. Diese Nachweise werden nach DIN 1054 für den Grenzzustand GEO-3 (Nachweisverfahren 3) geführt.

Für praktische Nachweise werden für die Gleitkörper einfache geometrische Formen gewählt. Bevorzugt wird von einem Kreis ausgegangen. Dabei wird die Lage des Mittelpunkts des Gleitkreises variiert, um Radius und Lage des ungünstigsten Kreises zu bestimmen. Im Bruchszustand wird der Gleitkörper als starr angenommen, nur entlang der Gleitfläche treten Relativbewegungen auf.

Im Regelfall verläuft die ungünstigste Gleitfläche bei einem Böschungsbruch bei homogenem Boden mit einem inneren Reibungswinkel von φ’ > 5° durch den Fußpunkt der Böschung, bei einem Geländebruch durch den erdseitigen Fußpunkt der Gründung des Stützbauwerks, vgl. vorstehende Bilder.

Zur Berechnung der Standsicherheit stehen nach DIN 4084 grundsätzlich die folgenden Verfahren zur Verfügung:

• Lamellenverfahren: kreisförmige und nicht kreisförmige Gleitlinien
• Lamellenfreie Verfahren bei kreisförmigen Gleitlinien
• Verfahren mit geraden Gleitlinien
• Verfahren mit Blockgleitlinien
• Verfahren mit inneren Gleitlinien

In den meisten Fällen reicht es aus, Kreise als mögliche Gleitlinien zu wählen. Bei Geländesprüngen mit Stützbauwerken, bei Klüften oder geradlinigen Störzonen bzw. Schichten mit geringer Scherfestigkeit und bei Böschungen, bei denen konstruktive Elemente mitwirken, sind gerade Gleitlinien und zusammengesetzte Bruchmechanismen geeignet, vgl. unten dargestellte, mit GGU-STABILITY berechnete Beispiele.

Lamellenverfahren mit kreisförmiger Gleitlinie:

Verfahren mit inneren Gleilinien:

Verfahren mit Blockgleitlinien, hier unter Berücksichtigung von Zuggliedern:

Bei allen Systemen muss die Lage der ungünstigsten Gleitlinie bestimmt werden, sie ist nicht bekannt. Die Berechnung der Standsicherheit an mehreren Gleitlinien liefert dann die geringste Sicherheit.

Im Hinblick auf die zur Ermittlung der Böschungs- bzw. Geländebruchsicherheit in Frage kommenden Bruchmechanismen und Berechnungsverfahren verweist DIN 1054 auf die DIN 4084.

Weitere Hinweise zu dem Nachweisverfahren und einflussnehmenden Größen werden im Glossareintrag „Böschungsbruch, Geländebruch“ gegeben.

Erddübel sind in der Lage, Schubkräfte auf Höhe der Gleitlinie zu übertragen und in das unterhalb der Gleitlinie befindliche Erdreich einzuleiten.

Hierfür sind die Größen der durch den Erddübel zu übertragenden Erddrücke zu bestimmen. Außerdem muss die Bemessungskraft bekannt sein, die vom Erddübel aufgenommen werden kann. 

Bei Untersuchung von Gleitkreisen wird der maßgebliche Erdruckkraftanteil für Erddübel bestimmt und am Hebelarm des Schnittpunkts des Erddübels mit dem Gleitkreismittelpunkt angesetzt. Das Programm GGU-STABILITY berechnet den maßgeblichen Gleitmechanismus unter Berücksichtigung der resultierenden Erddruckkraft auf den Erddübel, vgl. den nachfolgenden Ergebnisausdruck einer Böschungsbruchuntersuchung:

Die Wirkung von Erddübeln wird natürlich nur dann berücksichtigt, wenn diese die Gleitfuge schneiden.